突破性的發現：鋅如何永遠改變農業
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文章來源 : 農業科技決策資訊平台 2024-08-07
豆科作物與根瘤菌形成共生關係，可將大氣中的氮固定在根瘤中。然而，這些根瘤易受到溫度變化、乾旱、洪水、土壤鹽分和土壤氮含量升高等環境壓力的影響。
丹麥奧胡斯大學(Aarhus University)、西班牙馬德里理工大學(Polytechnic University of Madrid)及位於法國的歐洲同步輻射中心(European Synchrotron Radiation Facility, ESRF)的研究團隊合作發現，豆科作物利用鋅作為次級信號，整合環境因素並調節固氮效率。【延伸閱讀】- 了解豆科植物如何為根瘤菌提供氧氣，為根瘤轉移至非豆科作物做準備
研究人員發現一種新型的鋅感測器，稱為Fixation Under Nitrate(FUN)，這是一種重要的轉錄調控因子。在土壤氮濃度高時，FUN會控制根瘤的分解，並受一種可直接監測細胞內的鋅含量的特殊機制所調控。
研究顯示，當鋅含量較高時，FUN會失去活性形成大型的絲狀結構，而無法正常發揮作用，相反，當鋅含量較低時，FUN被釋放而恢復活性與發揮作用。【延伸閱讀】- 用鋅生物強化的微型菜苗能作為協助緩解營養缺乏的優良蔬菜來源
從農業角度來看，持續的固氮作用有助於增加豆科作物的氮可用性，還能為共栽作物或依賴豆科作物後期土壤中殘留氮的作物提供氮源。這不僅為未來研究奠定基礎，還提供了管理農業系統的新方法，有助於減少氮肥的使用，並降低對環境的影響。
研究人員正在制定優化豆科作物固氮過程的策略，旨在增加氮的供應，提高作物產量，並減少對環境和經濟成本高昂的合成肥料的依賴。同步研究FUN產生和解碼鋅信號的機制，並期望應用在其他豆科作物如蠶豆、大豆和豇豆等。
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